2023-02-22 10:08:18
“產(chǎn)蠶絲不用蠶，產(chǎn)蛛絲不用蜘蛛”這不是天方夜譚而有可能變成現(xiàn)實
2月18日，西南大學發(fā)布消息，該校夏慶友教授團隊王翊教授課題組近日通過多維組學聯(lián)用，繪制了全球首張蛛絲形成機制的分子細胞圖譜，將為“人工造”蜘蛛絲與蠶絲提供助力。相關(guān)研究成果已在國際著名學術(shù)期刊《Nature Communications》發(fā)表。
蜘蛛。西南大學供圖
“蛛絲在國防、軍事、醫(yī)療等領域具有廣泛應用前景?！睋?jù)王翊教授介紹，蛛絲具有非凡的機械性能和巨大的仿生應用潛力，被譽為自然界中的“生物鋼”。一條食指粗的蛛絲便能拖動一架波音747，其韌性也十分可靠。
但天然蜘蛛絲主要來源于結(jié)網(wǎng)，產(chǎn)量非常低，而且蜘蛛具有同類相食的個性，無法像家蠶一樣高密度養(yǎng)殖，要從天然蜘蛛中取得蛛絲產(chǎn)量很有限。當代不少科學團隊深耕該領域，希望通過人工手段生產(chǎn)“蛛絲”。
棒絡新婦蜘蛛基因組結(jié)構(gòu)特征 西南大學供圖
王翊所在的夏慶友教授團隊長期致力于家蠶泌絲機理解析、蠶絲遺傳改良、功能性蠶絲創(chuàng)制。為探索泌絲器官基礎生物學功能的普適性，團隊將蜘蛛大壺狀腺與模式泌絲動物家蠶的絲腺進行多維度組學比較分析，發(fā)現(xiàn)它們具有趨同進化的三段式絲腺組織結(jié)構(gòu)、同源基因表達模式、絲纖維的蛋白質(zhì)和代謝物組成。
王翊打了個比方，如果將蜘蛛絲腺比作一條汽車生產(chǎn)線，那么蛛絲便是這條生產(chǎn)線上組裝的車輛。團隊探究的便是這條生產(chǎn)線，分別組裝蜘蛛絲的哪個成分，這些成分又是如何形成的。
蜘蛛大壺狀腺三階合成牽引絲纖維的分子模式圖 西南大學供圖
“研究發(fā)現(xiàn)，蜘蛛絲腺產(chǎn)生物質(zhì)的機制，與蠶絲腺產(chǎn)生機制十分相似?！蓖躐幢硎荆撗芯咳娑嗑S度地揭示了蜘蛛牽引絲三階合成的生物學機制，可為研究蜘蛛起源與進化、解析牽引絲性能決定因素、創(chuàng)制蜘蛛化蠶絲素材提供關(guān)鍵理論基礎。
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